劉建國(guó)

摘要：本文主要以某工程重力式抗推基礎(chǔ)為例，分析研究了大體積混凝土澆筑體的降溫措施。并針對(duì)大體積混凝土澆筑體建立了降溫散熱體系。為類似建筑工程積累了相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

Abstract： In this paper， the cooling measures of mass concrete pouring body are analyzed and studied， taking the gravity anti-pushing foundation of a project as an example. A cooling and cooling system is established for mass concrete pouring. I have accumulated relevant experience for similar construction projects.

關(guān)鍵詞：大體積混凝土；降溫散熱體系；溫升值；有害裂縫

Key words： mass concrete；cooling system；rising temperature；harmful cracks

中圖分類號(hào)：TV544+.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）33-0202-04

1 工程概況

工程位于我國(guó)西南地區(qū)，主體結(jié)構(gòu)為雙斜拱承雙曲拋物面索網(wǎng)結(jié)構(gòu)，外掛鋁板幕墻，拱跨度180m，拱高44.5m；兩個(gè)斜拱拱頂間距90m，本工程鋼結(jié)構(gòu)總重約4000t；重力式抗推基礎(chǔ)施平面尺寸為18m×14m，基礎(chǔ)最大厚度約26.2m，-4.5m以上出原地面部分支模澆筑，地下部分為原槽澆筑。本文主要針對(duì)該重力式抗推基礎(chǔ)的大體積混凝土而言。示意圖如圖1。

2 重力式抗推基礎(chǔ)的特點(diǎn)相關(guān)分析

2.1 重力式抗推基礎(chǔ)特點(diǎn)

2.1.1 體積大

抗推基礎(chǔ)施平面尺寸為18m×14m，基礎(chǔ)理論最大厚度約為26.2m，具體情況詳圖2。

2.1.2 分三次澆筑，單次澆筑量大

如圖3所示施工縫為2處，-4.5m一處，-8.000m一處。第一次澆筑-8.0m處施工縫以下為C25混凝土約4000m3；第二次澆筑-8.0m處施工縫以上，-4.500m處施工縫以下C35混凝土約900m3；第三次澆筑-4.5m處施工縫以上C35混凝土約1100m3。

2.2 基礎(chǔ)配筋及預(yù)埋鋼拱腳

2.2.1 抗推基礎(chǔ)配筋分析

沿抗推基礎(chǔ)外圍設(shè)置雙層雙向三級(jí)Ф25@200熱軋鋼筋，鋼筋保護(hù)層厚度為50mm。沿混凝土施工縫全截面雙向布置長(zhǎng)2m的三級(jí)Ф25@400mm×400mm熱軋鋼筋插筋。具體詳圖2。

鋼筋配筋相對(duì)較少，第一次澆筑混凝土后，外漏鋼筋為抗推基礎(chǔ)四周雙層雙向三級(jí)Ф25@200熱軋鋼筋和沿混凝土施工縫全截面布置的插筋。

2.2.2 預(yù)埋鋼拱腳

鋼拱腳預(yù)埋件在第一次澆筑的施工縫處（-8.0m），鋼拱腳為空腹型鋼結(jié)構(gòu)，從第一次澆筑混凝土的表面

（-8.0m）開(kāi)始，穿過(guò)第二次、第三次澆筑的混凝土，然后伸出混凝土澆筑體外。詳見(jiàn)圖2、圖3、圖4。

2.3 施工的重難點(diǎn)分析

該重力式抗推基礎(chǔ)計(jì)劃在2018年8月份施工，此時(shí)間段西南地區(qū)溫度相對(duì)較高，日均溫度為25°C以上。單個(gè)基礎(chǔ)分三次澆筑，第一次澆筑厚度約為16.5m，第二次澆筑厚度約為3.5m，第三次澆筑厚度約6.2m。根據(jù)重力式抗推基礎(chǔ)設(shè)計(jì)文件及現(xiàn)場(chǎng)情況分析，降溫措施是整個(gè)基礎(chǔ)工程施工的重難點(diǎn)。經(jīng)驗(yàn)算須采取有效的降溫措施，大家較認(rèn)可的是冷卻水管降溫法。

2.3.1 外部條件分析

若用冷卻水管，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)有效水源，現(xiàn)場(chǎng)自來(lái)水接通距離遠(yuǎn)費(fèi)用高，且建水池影響場(chǎng)地和工期。

2.3.2 工藝分析

影響因數(shù)多，水、電、機(jī)械等都會(huì)影響降溫效果。另外，冷卻水管安裝和混凝土澆筑過(guò)程中稍有不當(dāng)，冷卻水管接頭容易出現(xiàn)漏、堵現(xiàn)象。

2.3.3 效果分析

在保證以上所有條件可控的情況下，可以達(dá)到降溫效果，但冷卻水管周圍有裂縫。

本工程為市重點(diǎn)工程，工期較緊，任務(wù)重，創(chuàng)獎(jiǎng)目標(biāo)要求也較高。故應(yīng)將工期和質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)降至最低，建議尋求冷卻水管降溫以外的措施。

3 降溫措施分析

3.1 現(xiàn)行施工規(guī)范相關(guān)規(guī)定

按現(xiàn)行《大體積混凝土施工規(guī)范》GB50496-2009的相關(guān)規(guī)定：

①混凝土澆筑體在入模溫度基礎(chǔ)上的溫升值不宜大于50°C；

②混凝土澆筑體的里表溫差（不含混凝土收縮的當(dāng)量溫度）不宜大于25°C；

③混凝土澆筑體的降溫速率不宜大于2.0°C/d；

④混凝土澆筑體表面與大氣溫差不宜大于20°C。

以上是保證混凝土澆筑體減少有害裂縫產(chǎn)生的重要溫度指標(biāo)。

3.2 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與分析

3.2.1 相關(guān)經(jīng)驗(yàn)

總結(jié)了筏板澆筑厚度從1.5m～4.5m的相關(guān)溫控經(jīng)驗(yàn)。相同條件下，若不采取降溫措施，有墻柱插筋的部位，幾乎未出現(xiàn)裂縫。但無(wú)插筋或離插筋較遠(yuǎn)的部位有不同程度的裂縫出現(xiàn)。

3.2.2 原理分析

混凝土澆筑體中的結(jié)構(gòu)鋼筋、措施鋼筋與外部外漏鋼筋形成降溫散熱體系，混凝土澆筑體內(nèi)部溫度經(jīng)結(jié)構(gòu)鋼筋、措施鋼筋等傳向外部外漏鋼筋的底端，由插筋將混凝土澆筑體內(nèi)部溫度擴(kuò)散至混凝土澆筑體外，進(jìn)而達(dá)到混凝土澆筑體內(nèi)部降溫的效果。

4 降溫散熱體系

4.1 第一次澆筑混凝土?xí)r建立的降溫散熱體系

第一次澆筑-8.000m處施工縫以下為C25混凝土約4000m3。底部和四周為原槽保溫，第一次澆筑完畢后，施工縫處采取相應(yīng)保溫措施。

4.1.1 施工縫豎向鋼筋

沿混凝土施工縫全截面雙向布置三級(jí)Ф25@400mm×400mm熱軋鋼筋插筋，長(zhǎng)度為2m和一通到底鋼筋（加長(zhǎng)筋）間隔布置，平面設(shè)置鋼筋連接，施工縫位置鋼筋均伸出混凝土表面1m。示意圖如圖6、圖7所示。

4.1.2 鋼拱腳預(yù)埋件及其支撐體系

鋼拱腳預(yù)埋件支撐架采用鋼柱作為主體，橫縱向之間設(shè)置鋼梁連接與預(yù)埋件一起作為散熱體系的一部分。詳見(jiàn)圖7示意圖。

4.1.3 原結(jié)構(gòu)配筋

沿抗推基礎(chǔ)外圍設(shè)置雙層雙向三級(jí)Ф25@200熱軋鋼筋，作為散熱體系的重要組成部分之一，起著不可或缺的作用。

4.1.4 降溫散熱體系建立

水平方向用三級(jí)Ф20@400雙向鋼筋，沿高度方向布置，每隔一米布置一層，另設(shè)剪刀加強(qiáng)筋同水平加強(qiáng)筋，將施工縫處豎向筋、鋼拱腳預(yù)埋件支撐體系、原結(jié)構(gòu)配筋、和其他可以連接的鋼筋焊接成散熱體系。

整個(gè)散熱體系，經(jīng)混凝土內(nèi)部原結(jié)構(gòu)鋼筋外露部分、鋼拱腳預(yù)埋件支撐體系、加長(zhǎng)豎向筋等由鋼拱腳預(yù)埋板和插筋擴(kuò)散至混凝土外部，從而達(dá)到降溫效果。

4.2 第二次澆筑混凝土?xí)r建立的降溫散熱體系

第二次澆筑-8.000m處施工縫以上，-4.500m施工縫以下C35混凝土約1100m3四周為原槽保溫，第二次澆筑完畢后，施工縫處采取相應(yīng)保溫措施。

4.2.1 施工縫豎向鋼筋

沿混凝土施工縫全截面雙向布置三級(jí)Ф25@400mm×400mm熱軋鋼筋插筋，長(zhǎng)度為2m和一通到底鋼筋（加長(zhǎng)筋）間隔布置，平面設(shè)置鋼筋連接，施工縫位置鋼筋均伸出混凝土表面1m。示意圖如圖8、圖9所示。

4.2.2 鋼拱腳及其支撐體系

鋼拱腳支撐架采用鋼柱作為主體，橫縱向之間設(shè)置鋼梁連接與預(yù)埋件一起作為散熱體系的一部分。詳圖3、圖4示意圖。

4.2.3 原結(jié)構(gòu)配筋

沿抗推基礎(chǔ)外圍設(shè)置雙層雙向三級(jí)Ф25@200熱軋鋼筋，作為散熱體系的重要組成部分之一，起著不可或缺的作用。

4.2.4 降溫散熱體系建立

水平方向用三級(jí)Ф20@400雙向鋼筋，沿高度方向布置，每隔一米布置一層，另設(shè)剪刀加強(qiáng)筋同水平加強(qiáng)筋，將原結(jié)構(gòu)配筋、鋼拱腳支撐體系、預(yù)埋鋼拱腳、加長(zhǎng)豎向筋和其他可以連接的鋼筋焊接成散熱體系。

整個(gè)降溫散熱體系，經(jīng)混凝土內(nèi)部原結(jié)構(gòu)配筋、鋼拱腳支撐體系、預(yù)埋鋼拱腳、加長(zhǎng)豎向筋等由原結(jié)構(gòu)配筋、鋼拱腳支撐體系、預(yù)埋鋼拱腳及拱腳腹腔、加長(zhǎng)豎向筋擴(kuò)散至混凝土外部，從而達(dá)到降溫效果。

4.3 第三次澆筑混凝土?xí)r建立的降溫散熱體系

第三次澆筑-4.500m施工縫以上C35混凝土約1100m3。第三次澆筑基本為出地面混凝土澆筑體，木模板兼做保溫層，另增加相應(yīng)保溫措施。

4.3.1 施工縫豎向加長(zhǎng)鋼筋

沿混凝土施工縫全截面雙向布置三級(jí)Ф25@400mm×400mm熱軋鋼筋插筋，長(zhǎng)度為2m和一通到頂鋼筋（加長(zhǎng)筋）間隔布置。示意圖如圖10所示。

4.3.2 鋼拱腳及其支撐體系

鋼拱腳支撐架采用鋼柱作為主體，橫縱向之間設(shè)置鋼梁連接與預(yù)埋件一起作為散熱體系的一部分，見(jiàn)圖7示意圖。

4.3.3 原結(jié)構(gòu)配筋

沿抗推基礎(chǔ)外圍設(shè)置雙層雙向三級(jí)Ф25@200熱軋鋼筋，作為散熱體系的重要組成部分之一，起著不可或缺的作用。

4.3.4 抗裂構(gòu)造鋼筋

根據(jù)計(jì)算，溫度及收縮應(yīng)力比較大，經(jīng)設(shè)計(jì)和相關(guān)方同意，在混凝土外露面均需設(shè)置抗裂鋼筋。在距混凝土表面35cm、75cm位置，分別布置單層雙向三級(jí)Ф25@150。

4.3.5 降溫散熱體系建立

水平方向用三級(jí)Ф20@400雙向鋼筋，沿高度方向布置，每隔一米布置一層，另設(shè)剪刀加強(qiáng)筋同水平加強(qiáng)筋，將豎向鋼筋、原結(jié)構(gòu)配筋、鋼拱腳支撐體系、鋼拱腳、加長(zhǎng)豎向筋和其他可以連接的鋼筋焊接成散熱體系。

整個(gè)降溫散熱體系，經(jīng)混凝土內(nèi)部原結(jié)構(gòu)配筋、鋼拱腳支撐體系、鋼拱腳、加長(zhǎng)豎向筋等由鋼拱腳外露部分及拱腳腹腔擴(kuò)散至混凝土外部，從而達(dá)到降溫效果。需要特別說(shuō)明的是，鋼拱腳腹壁內(nèi)混凝土待散熱基本完成后，再進(jìn)行澆筑。

4.4 實(shí)施效果

4.4.1 測(cè)溫記錄情況

三次澆筑后的測(cè)溫結(jié)果顯示，溫度最高為第一次澆筑后第三天的溫度，主要表現(xiàn)為：平均中間溫度為60.2°C，中間最高溫度為60.8°C；下表面溫度平均值為42.1°C，下表面最高溫度為42.8°C；上表面溫度平均值為46.1°C，上表面最高溫度為46.8°C，上表面（外表面）澆筑后采取了相應(yīng)的保溫措施。

4.4.2 效果

實(shí)踐證明，該降溫散熱體系可以達(dá)到預(yù)期目的，重力式抗推基礎(chǔ)三次澆筑完成后均未發(fā)現(xiàn)有害裂縫，取得了較好效果。

5 結(jié)束語(yǔ)

降溫散熱體系，作為大體積混凝土澆筑體的一種降溫措施，切實(shí)可行。在條件允許的情況下，可利用大體積混凝土澆筑體中的結(jié)構(gòu)筋、構(gòu)造筋、措施筋等形成有效的降溫散熱體系。該降溫散熱體系操作性更強(qiáng)，更可靠，更經(jīng)濟(jì)，效果更好。

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